De grande importância na área tecnológica ao longo do último século, majoritariamente na corrida espacial da Guerra Fria, os foguetes representam equipamentos que, de forma simples, funcionam à base da propulsão gerada pela queima de seus combustíveis, exercendo uma força no sentido oposto de seu movimento. Dessa forma, de acordo com a 3° Lei de Newton, ele é lançado pela reação de seu jato de gases quentes produzidos em sua câmara de combustão.
Em conjunto de uma grande capacidade de armazenamento de combustíveis, somada a um formato propício no aspecto aerodinâmico e seleção de materiais leves, com ótimas características mecânicas, este veículo consegue atingir altíssimas velocidades, cobrindo grandes distâncias em um curto período de tempo. Tudo isso, a partir do alcance de uma marca tão grandiosa no decorrer da história humana: a chegada ao espaço.
Entretanto, surgem dúvidas fundamentais com base na trajetória de um veículo desse porte: Como o foguete consegue se locomover e produzir combustão em um ambiente de quase vácuo absoluto, como no espaço? Por quê ocorre o desmembramento de algumas partes do foguete durante seu voo?
Para responder a primeira pergunta, é necessário compreender que um foguete não se comporta como outros veículos aéreos, como aviões, que necessitam do ar atmosférico para propulsão de suas turbinas. Mesmo no vácuo, fora da Terra, essas gigantes máquinas, que não contam com entradas de ar, conseguem se locomover em um percurso definido, já que a Lei da Ação e Reação também acontece fora da atmosfera. No caso da combustão, conta-se com um reservatório de oxigênio para que haja essa transformação de energia química em mecânica em grande quantidade, a altas velocidades, movendo o veículo.
A partir da necessidade de geração de energia constante para propulsão, os foguetes armazenam propelentes e oxidantes de diferentes formas para a reação de combustão. Na maioria dos casos, são utilizados combustíveis fósseis para queima. Entretanto, em alguns modelos, como em ônibus espaciais, detém-se de oxigênio e hidrogênio para a reação química. Todas essas substâncias são classificadas na forma líquida, com o uso de petróleo, criogênicos e hipergólicos; sólida, detendo de uma base simples de nitrocelulose ou dupla de nitrocelulose com nitroglicerina; e, finalmente, híbrida, explorando as duas primeiras.
Os sólidos, divididos em homogêneos e compostos, apresentam alta densidade, fácil armazenamento e têm baixo custo relativo. Já os líquidos, têm alta complexidade e requerem um bombeamento de grandes quantidades na reação nas câmaras de combustão. O intuito dos híbridos é de mesclar os aspectos favoráveis das duas formas anteriores, com a parte sólida sendo o propelente e a líquida o oxidante, de maneira geral.
De forma a estimar a grande quantidade de energia requerida, tratamos da velocidade de escape da Terra, por exemplo. Esta, consiste em uma velocidade mínima sem que ocorra aceleração e propulsão, que um corpo deve ter para conseguir sair de um corpo celeste. No caso de nosso planeta, ela se trata de 11,2km/s, ou, 40320 km/h, equivalente a 30 vezes a velocidade do som no ar. Esse valor mostra como a ida ao espaço revela-se um gigantesco desafio no desenvolvimento de motores e propulsores que possam gerar energia suficiente para atingirmos tal patamar.
Desmembramento
Na questão do desmembramento de partes do foguete durante seu percurso, faz-se necessário entender que ele é dividido em estágios. Há partes motorizadas de diferentes atribuições a serem separadas, depois do cumprimento de suas finalidades, juntamente com carenagens, por exemplo. Tudo isso para otimizar o desempenho da aeronave, eliminar pesos desnecessários e controlar a aceleração em determinada fase. Podem ser classificados em paralelos e seriais. Atualmente, empresas como a SpaceX programam esses compartimentos para aterrissarem em suas plataformas, desta forma, podendo reutilizar um material caro e resistente que anteriormente era queimado na atmosfera terrestre após sua primeira utilização.
O primeiro estágio trata-se da decolagem, a partida do foguete. Nessa parte, os motores precisam ser mais potentes, a fim de suportar o peso com carga máxima, sob efeitos da gravidade e da resistência do ar em seus níveis mais altos. Posteriormente, ele é liberado, e quem atua é o segundo estágio, que enfrenta uma atmosfera mais branda e uma massa menor, implicando em um motor apenas necessário para enfrentar o processo.
Com base em todas essas informações, vemos que foguetes se tratam de veículos muito complexos e fascinantes, demandando anos de estudos e especializações em um processo para a concretização de um sonho antes nunca atingido na história. Qual será a próxima etapa na exploração do espaço? Como conseguiremos melhorar nossa tecnologia e atingirmos distâncias e desafios ainda maiores?
